專(zhuān)利名稱(chēng)：一種海上油田群電網(wǎng)ems系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，特別是關(guān)于一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法。
背景技術(shù)：
以往海上油氣田的供電模式一般是在油氣田中心平臺(tái)或FPSO (浮式儲(chǔ)油油船)上設(shè)置一個(gè)電站，然后通過(guò)海底電纜向井口平臺(tái)等供電。各個(gè)油氣田的電力系統(tǒng)相互獨(dú)立，各自形成一個(gè)具備發(fā)電、輸電、配電到負(fù)荷的微電網(wǎng)。這樣的電力系統(tǒng)容量小、備用容量不大，存在著供電可靠性差、抗沖擊性能差、大型設(shè)備啟動(dòng)困難等問(wèn)題。為了保證供電可靠性，油氣田需各自配置備用發(fā)電機(jī)組，不但投資大，而且運(yùn)行維護(hù)工作量大。為合理利用發(fā)電機(jī)的配置，減少不必要的備用容量，目前將各油氣田的電力系統(tǒng)進(jìn)行電力組網(wǎng)形成油田群電網(wǎng)已逐漸成為趨勢(shì)。油田群電網(wǎng)的監(jiān)視、控制和管理需要由高度自動(dòng)化的EMS系統(tǒng)(Energymanagement system,能量管理系統(tǒng))來(lái)實(shí)現(xiàn)，EMS 的 SCADA 系統(tǒng)(Supervisory Control AndData Acquisition,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))是整個(gè)EMS系統(tǒng)能否進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確計(jì)算和有效分析的基礎(chǔ)。以往，海上油田群電網(wǎng)EMS的SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集由各平臺(tái)的RTU(RemoteTerminal Unit，遠(yuǎn)程終端裝置)實(shí)現(xiàn)，各平臺(tái)RTU通過(guò)硬接線(xiàn)接入高中壓回路的CT、PT以及開(kāi)關(guān)柜的開(kāi)關(guān)量，產(chǎn)生遙測(cè)及遙信數(shù)據(jù)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道上傳給EMS的SCADA系統(tǒng)，這種方式的最大弊端在于RTU與各回路之間的大量硬接線(xiàn)和接線(xiàn)，不僅占用大量空間，而且調(diào)試安裝和檢修維護(hù)工作極為繁雜，對(duì)海上平臺(tái)的體積和造價(jià)產(chǎn)生很大的影響。在出現(xiàn)高中壓開(kāi)關(guān)柜綜保產(chǎn)品后，由于綜保本身具備一定遙測(cè)、遙信的采集能力，因此綜保(綜合保護(hù)測(cè)控裝置)替代了 RTU做為EMS的SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，通過(guò)站內(nèi)通信將遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，并由變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通信傳輸給EMS的SCADA系統(tǒng)，節(jié)省了大量硬接線(xiàn)。但是由于綜保的對(duì)外通信采用RS485總線(xiàn)和MODBUS通信協(xié)議，為“主從循環(huán)輪詢(xún)”通信機(jī)制。如圖1所示，由于采用“主從循環(huán)輪詢(xún)”通信機(jī)制，因此上送遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性取決于問(wèn)詢(xún)的時(shí)間間隔和通信速率，當(dāng)遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，其數(shù)據(jù)上送的實(shí)時(shí)性無(wú)法滿(mǎn)足EMS的緊急卸載等安穩(wěn)控制功能的要求，這使得SCADA系統(tǒng)仍然需要保留一定傳統(tǒng)RTU和硬接線(xiàn)采集主要回路的遙測(cè)和遙信，以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求；其他回路的遙測(cè)數(shù)據(jù)則需要EMS系統(tǒng)進(jìn)行一定估算處理，這在一定程度上影響了 EMS系統(tǒng)的性能，也無(wú)法滿(mǎn)足EMS系統(tǒng)中對(duì)遙信和遙測(cè)有更高實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度要求的其它高級(jí)應(yīng)用功能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，該方法可以取消RTU和硬接線(xiàn)，同時(shí)滿(mǎn)足海上油田群電網(wǎng)EMS對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性的要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，其包括以下步驟:1)通過(guò)海上油田群各變電站的高中壓開(kāi)關(guān)柜的綜保裝置為EMS系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，各綜保裝置采集遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)；2)各綜保裝置將采集到的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)經(jīng)變電站通信通道傳輸至智能變電站系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)遙測(cè)越限、遙信變位“事件”時(shí)，各綜保裝置立刻將變化的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)；反之，各綜保裝置按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)將遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)；3)智能變電站系統(tǒng)分析所接收到的所有遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，并且判斷是否有遙測(cè)越限、遙信變位“事件”發(fā)生，若發(fā)生，則智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道立刻向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)；反之，智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)。所述步驟2)中，所述變電站通信通道采用實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)。所述步驟2)中，所述智能變電站系統(tǒng)與各綜保裝置之間的通信協(xié)議采用IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明由于各綜保裝置和智能變電站系統(tǒng)均采用“事件驅(qū)動(dòng)”通信機(jī)制，確保變化的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)主動(dòng)上傳給海上油田群EMS系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)上傳的實(shí)時(shí)性能夠滿(mǎn)足EMS系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用的要求，因而能夠取消RTU和硬接線(xiàn)，同時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性使得EMS無(wú)需再對(duì)其它遙信進(jìn)行估算。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用在海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)中應(yīng)用。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用綜保進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法流程示意圖；圖2是本發(fā)明的整體流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖2所示，本發(fā)明是基于實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站系統(tǒng)提出一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，其包括以下步驟:I)由海上油田群各變電站的高中壓開(kāi)關(guān)柜的綜保裝置為EMS (能量管理系統(tǒng))系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，各綜保裝置采集遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)；2 )各綜保裝置將采集到的遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)經(jīng)變電站通信通道傳輸至智能變電站系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)遙測(cè)越限、遙信變位等“事件”時(shí)，各綜保裝置立刻將變化的遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)；若沒(méi)有“事件”發(fā)生，則各綜保裝置按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)將遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)；其中，變電站通信通道采用實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)；3)智能變電站系統(tǒng)分析所接收到的所有遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，并且判斷是否有遙測(cè)越限、遙信變位等“事件”發(fā)生，若發(fā)生，則智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道立刻向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)；反之，智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)。上述步驟2)中，智能變電站系統(tǒng)與各綜保裝置之間的通信協(xié)議采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。
上述步驟2)和步驟3)中，各綜保裝置和智能變電站系統(tǒng)均采用“事件驅(qū)動(dòng)”通信機(jī)制，確保了變化的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)主動(dòng)上傳給海上油田群EMS系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)上傳的實(shí)時(shí)性能夠滿(mǎn)足EMS系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用的要求，因而能夠取消RTU和硬接線(xiàn)，同時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性使得EMS無(wú)需再對(duì)其它遙信進(jìn)行估算處理。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，各部件的連接和結(jié)構(gòu)都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對(duì)個(gè)別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，其包括以下步驟: 1)通過(guò)海上油田群各變電站的高中壓開(kāi)關(guān)柜的綜保裝置為EMS系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，各綜保裝置采集遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)； 2)各綜保裝置將采集到的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)經(jīng)變電站通信通道傳輸至智能變電站系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)遙測(cè)越限、遙信變位“事件”時(shí)，各綜保裝置立刻將變化的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)；反之，各綜保裝置按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)將遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)； 3)智能變電站系統(tǒng)分析所接收到的所有遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，并且判斷是否有遙測(cè)越限、遙信變位“事件”發(fā)生，若發(fā)生，則智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道立刻向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)；反之，智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，其特征在于:所述步驟2)中，所述變電站通信通道采用實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，其特征在于:所述步驟2)中，所述智能變電站系統(tǒng)與各綜保裝置之間的通信協(xié)議采用IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海上油田群電網(wǎng)EMS系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集通信方法，其步驟為由海上油田群各變電站的高中壓開(kāi)關(guān)柜的綜保裝置進(jìn)行EMS的系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集；各綜保裝置將采集的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)傳輸至智能變電站系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)遙測(cè)越限、遙信變位“事件”時(shí)，各綜保裝置立刻將變化的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)；反之，各綜保裝置按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)將遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)上傳至智能變電站系統(tǒng)；智能變電站系統(tǒng)分析所接收到的所有遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)，并判斷是否有遙測(cè)越限、遙信變位“事件”發(fā)生，若發(fā)生，則智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道立刻向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)；反之，智能變電站系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間周期，定時(shí)向海上油田群EMS系統(tǒng)上傳遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK103107598SQ20131003664
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者王建豐, 魏澈, 屠黎明, 劉國(guó)鋒, 李強(qiáng), 王志林, 李繼晟, 劉勇 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院, 北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司